Губарев А.В., Никифоров С.С. Конструкция автомобилей. Часть 1

Подождите немного. Документ загружается.

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Южно-Уральский государственный университет

Кафедра «Автомобили»

629.113(07)

Г93

А.В. Губарев, С.С. Никифоров

КОНСТРУКЦИЯ АВТОМОБИЛЕЙ

Конспект лекций

Часть 1

Допущено УМО вузов РФ по образованию в области

транспортных машин и транспортно-технологических

комплексов в качестве учебника для студентов вузов,

обучающихся по специальности «Автомобиле- и трак-

торостроение»

Челябинск

Издательский центр ЮУрГУ

2010

УДК 629.113.001.2 (075.8)

Г93

Одобрено

учебно-методической комиссией автотракторного факультета

Рецензенты:

В.И. Костюченко, А.Д. Рулевский.

Г93

Губарев, А.В.

Конструкция автомобилей: конспект лекций / А.В. Губарев,

С.С. Никифоров. – Челябинск: Издательский центр ЮУрГУ, 2010. –

Ч. 1. – 107 с.

Учебное пособие предназначено для студентов всех форм обучения

при подготовке инженеров по специальности «Автомобиле- и тракторо-

строение», бакалавров по направлению «Наземные транспортные систе-

мы», а также может быть полезным для студентов других специальностей,

связанных с автомобильной отраслью.

В пособии рассмотрены вопросы конструкции и работы систем, агрегатов и

механизмов автомобилей.

Пособие рекомендуется использовать при изучении курсов «Конструкция

автомобилей и тракторов», «Конструирование и расчет автомобилей», «Техни-

ка транспорта».

УДК 629.113.001.2 (075.8)

ВВЕДЕНИЕ

Курс «Конструкция автомобилей» является базовым курсом для дальнейшего

успешного освоения специальных дисциплин «Теория автомобиля», «Конструи-

рование и расчет автомобилей» и др. В результате освоения курса студент должен

знать основные конструктивные решения и принципы работы автомобиля в целом

и его основных узлов и агрегатов.

В настоящее время существует множество моделей автомобилей, имеющих

различное назначение, технические характеристики и потребительские свойства.

Такое многообразие не в последнюю очередь вызвано расширением применения

автотехники для личных нужд потребителей. Для удовлетворения запросов раз-

личных групп потребителей в конструкцию автомобилей закладываются самые

передовые технические решения, направленные не только на улучшение их тех-

нических характеристик, но и на максимально возможную роботизацию, т.е. мак-

симально возможное ограничение, вплоть до полного устранения, вмешательства

водителя в работу систем автомобиля. Это приводит к усложнению конструкции

систем и агрегатов автомобиля, в особенности систем управления и контроля.

Следует отметить, что, несмотря на сложность конструкции современных ав-

томобилей, в них заложены общие конструктивные принципы, а в большинстве

случаев и общие конструктивные решения, изучение которых создает необходи-

мую теоретическую базу для понимания конструкций любых моделей.

Тема № 1. ПОДВИЖНОЙ СОСТАВ АВТОМОБИЛЬНОГО

ТРАНСПОРТА

1.1. Понятие подвижного состава

Подвижной состав (ПС) автомобильного транспорта это:

– автомобили,

– автомобильные поезда,

– прицепы и полуприцепы.

1.2. Назначение подвижного состава

ПС предназначен для выполнения транспортных и нетранспортных работ, а

именно:

– перевозка грузов,

– перевозка пассажиров,

– перевозка спецоборудования.

1.3. Классификация подвижного состава

ПС классифицируется по различным признакам, определяющим многообразие

назначения составляющих ПС, а, следовательно, и их конструкции, рис. 1.1.

1.3.1. Классификация подвижного состава по назначению

По назначению подвижной состав подразделяют:

– ПС общего назначения, предназначенный для выполнения транспортных

перевозок,

– специализированный ПС, предназначенный для транспортных перевозок

определенных типов грузов или пассажиров,

– специальный ПС, предназначенный для производства нетранспортных ра-

бот.

Конкретное содержание данного разделения становится более понятным при

рассмотрении классификации подвижного состава по типу.

1.3.2. Классификация подвижного состава по типу

1. Пассажирский ПС – предназначен для перевозки людей.

а) Легковые автомобили, т.е. механические транспортные средства, имеющие

не менее четырех колес, используемые для перевозки пассажиров и имеющие,

помимо места водителя, не более восьми мест для сидения:

– общего назначения – для перевозки всех категорий пассажиров, для лично-

го пользования потребителей;

– специализированные – для перевозки определенных категорий пассажиров

(скорая помощь, такси);

– специальные – оборудованные специальными устройствами, аппаратурой

(лаборатории, милиция).

б) Автобусы, т.е. механические транспортные средства, имеющие не менее че-

тырех колес, используемые для перевозки пассажиров и имеющие, помимо места

водителя, более восьми мест для сидения:

– общего назначения – для перевозки всех категорий пассажиров, подразде-

ляются на городские, пригородные, междугородные;

– специализированные – для перевозки определенных категорий пассажиров

(санитарные, туристические, школьные);

Рис. 1.1. Классификация подвижного состава автомобильного транспорта

ПОДВИЖНОЙ СОСТАВ

ПО НАЗНАЧЕНИЮ

ПО ПРОХОДИМОСТИ

ОБЩЕГО

НАЗНАЧЕНИЯ

СПЕЦИАЛИ-

ЗИРОВАННЫЙ

СПЕЦИАЛЬ-

НЫЙ

ГРУЗОВОЙ

АВТОМОБИЛИ

АВТОПОЕЗДА

ПАССАЖИРСКИЙ

ПРИЦЕПНОЙ

ЛЕГКОВЫЕ

АВТОМОБИЛИ

АВТОБУСЫ

ПРИЦЕПЫ

ПОЛУПРИЦЕПЫ

ОБЫЧНОЙ

ПРОХОДИМОСТИ

ВЫСОКОЙ

ПРОХОДИМОСТИ

ПОВЫШЕННОЙ

ПРОХОДИМОСТИ

ПО ТИПУ

– специальные, т.е. всевозможные лаборатории на базе автобусов общего на-

значения, форма кузова может быть изменена для адаптации под конкрет-

ное оборудование.

2. Грузовой ПС – предназначен для перевозки различных видов грузов (грузо-

вые автомобили, автомобили-тягачи, автопоезда).

а) Грузовые автомобили, т.е. механические транспортные средства, имеющие

не менее четырех колес, используемые для перевозки грузов:

– общего назначения – для перевозки всех видов грузов, кроме жидких без

тары, оборудуются кузовами в виде бортовых платформ (рис. 1.2);

– специализированные (рис. 1.3) – для перевозки определенных видов гру-

зов, оборудованные кузовами определенных типов (самосвалы, цистерны,

фургоны, рефрижераторы и т.п.), а также приспособлениями для погрузки-

разгрузки;

– специальные (рис. 1.4), т.е. автомобили, основным назначением которых

является выполнение нетранспортных операций (мастерские, краны, бето-

номешалки, компрессоры, коммунальные, пожарные).

Рис. 1.2. Грузовой автомобиль об-

щего назначения УРАЛ-43202

Рис. 1.4. Специальный грузовой подвижной состав

Рис. 1.3. Специализированный грузовой

автомобиль

б) Автопоезда, состоящие из автомобиля-тягача и прицепов или полуприце-

пов:

– прицепные (грузовой автомобиль с одним или несколькими прицепами);

– седельные (седельный автомобиль-тягач с полуприцепом, рис. 1.5);

– роспуски (грузовой автомобиль с прицепом-роспуском для перевозки

длинномерных грузов, например, лес, трубы, рис. 1.6 и 1.7).

Рис. 1.5. Седельный автомобиль-тягач УРАЛ-44202-31

с полуприцепом

Рис. 1.6. Трубовозный автопоезд

Рис. 1.7. Лесовозный автопоезд

3. Прицепной ПС. В эту группу входят прицепы и полуприцепы.

Полуприцепы, рис. 1.8б, это буксируемые транспортные средства, ось или не-

сколько осей которого расположены позади центра масс полностью загруженного

транспортного средства. Полуприцепы имеют опорно-седельное устройство, ко-

торое воспринимает горизонтальные нагрузки и нагрузку от значительной доли

веса полуприцепа и груза.

Прицепы, буксируемые транспортные средства, разделяются на две подгруп-

пы. Полные прицепы (рис. 1.8а) оборудованы, по меньшей мере, двумя осям,

имеют буксирное устройство, которое может перемещаться вертикально по от-

ношению к прицепу, и не передает вертикальных нагрузок. Сцепное устройство в

этом случае – типа «крюк-петля» или «шкворень-петля». Другая группа прицепов

– это прицепы с центральной осью, имеющие буксирное устройство, которое не

может перемещаться вертикально по отношению к прицепу. Поэтому статическая

вертикальная нагрузка в пределах 10% от веса прицепа передается на тягач.

Сцепное устройство в этом случае может быть также в виде шаровой опоры.

По конструкции прицепы и полуприцепы подразделяются по количеству осей

(одноосные, двухосные и многоосные) и наличию привода на его оси (с активным

приводом или без активного привода). По типу автомобилей-тягачей, для которых

они предназначены, прицепы и полуприцепы подразделяются на легковые и гру-

зовые, а по назначению подразделяются по тем же принципам, что и грузовые ав-

томобили:

– общего назначения, т.е. универсальные с кузовами в виде бортовых плат-

форм,

– специализированные, например, прицепы-цистерны, прицепы для перевоз-

ки катеров и т.п.,

– специальные, например, прицепы-дачи, прицепы-компрессоры и т.п.

1.3.3. Классификация подвижного состава по проходимости

В зависимости от назначения автомобиля в его конструкции заложены техни-

ческие решения, обеспечивающие различную степень его проходимости, т.е. воз-

можности передвигаться по опорной поверхности различного состояния. Показа-

тели проходимости автомобиля подразделяют на геометрические и опорно-

сцепные. Геометрические показатели характеризуют соответствие размеров авто-

мобиля и дорожных неровностей (например, глубины колеи дороги и дорожного

просвета автомобиля).

Рис. 1.8. Прицеп (а) и полуприцеп (б)

а)

б)

Одним из параметров, характеризующих опорно-сцепные показатели прохо-

димости, является колесная формула, в левой части которой записано общее чис-

ло колес, в правой части после разделительного знака «×» – число ведущих колес,

т.е. колес, приводимых во вращение от силовой установки автомобиля.

По проходимости автомобили делятся на следующие группы.

а) Автомобили обычной (ограниченной) проходимости, предназначенные для

эксплуатации на дорогах с твердым покрытием, сухих грунтовых дорогах. Колес-

ная формула таких автомобилей 4×2, т.е. автомобиль имеет один ведущий мост

(передний или задний).

б) Автомобили повышенной проходимости, способные преодолевать заболо-

ченные, глинистые, заснеженные участки дорог с крутыми подъемами, преодоле-

вать водные преграды ограниченной глубины. Колесная формула таких автомо-

билей 4×4, автомобиль имеет два ведущих моста, т.е. все четыре колеса автомо-

биля являются ведущими. Другой вариант – автомобиль 6×4 с двумя ведущими из

имеющихся трех мостов.

в) Автомобили высокой проходимости, способные преодолевать серьезные

препятствия (ямы, рвы, сильно заснеженные и заболоченные участки, глубокие

броды). Такие автомобили являются многоосными со всеми ведущими колесами.

Колесные формулы 6×6, 8×8 и т.п.

1.4. Классификация механических транспортных средств и прицепов

по ГОСТ Р 52051-2003

Транспортные средства – это устройства, предназначенные для перевозки лю-

дей или грузов. Подразделяются на механические (оборудованные двигателем) и

буксируемые (прицепы, полуприцепы).

Согласно ГОСТ Р 52051-2003 механические транспортные средства и прицепы

разделены на категории. Внутри категории также существует разделение на груп-

пы, объединяющие транспортные средства по общим конструктивным признакам

или по назначению.

Категория L – механические транспортные средства, имеющие менее четырех

колес, и квадрициклы. Подразделяется в свою очередь на семь групп. Например, к

категории L

относятся двухколесные мопеды, к категории L

– мотоцикл с коля-

ской, а к категории L

– легкий квадрицикл.

Категория M – механические транспортные средства, имеющие не менее че-

тырех колес и используемые для перевозки пассажиров:

– M

– транспортные средства, используемые для перевозки пассажиров и

имеющие, помимо места водителя, не более восьми мест для сидения, т.е.

легковые автомобили;

– M

– транспортные средства, используемые для перевозки пассажиров,

имеющие, помимо места водителя, более восьми мест для сидения, макси-

мальная масса которых не превышает 5 т (автобусы);

– M

– транспортные средства, используемые для перевозки пассажиров,

имеющие, помимо места водителя, более восьми мест для сидения, макси-

мальная масса которых превышает 5 т (автобусы).

Категория N - механические транспортные средства, имеющие не менее четы-

рех колес и предназначенные для перевозки грузов (грузовые автомобили):

– N

– транспортные средства, предназначенные для перевозки грузов,

имеющие максимальную массу не более 3,5 т;

– N

– транспортные средства, предназначенные для перевозки грузов,

имеющие максимальную массу свыше 3,5 т, но не более 12 т;

– N

– транспортные средства, предназначенные для перевозки грузов,

имеющие максимальную массу более 12 т.

Категория O – прицепы (включая полуприцепы):

– O

– прицепы, максимальная масса которых не более 0,75 т;

– O

– прицепы, максимальная масса которых свыше 0,75 т, но не более 3,5 т;

– O

– прицепы, максимальная масса которых свыше 3,5 т, но не более 10 т;

– O

– прицепы, максимальная масса которых более 10 т.

Кроме названных категорий в стандарте дано определение и обозначение

транспортных средств специального назначения, категории T (тракторы) и кате-

гории G (транспортные средства повышенной проходимости). Изучение этого ма-

териала предлагается провести самостоятельно.

1.5. Обозначения автомобилей и прицепов (полуприцепов)

Система обозначения автомобильного подвижного состава регламентируется

отраслевой нормалью ОН 025 270-66. В основу этой системы положено разделе-

ние автомобильного ПС на следующие типы:

– легковые автомобили,

– автобусы,

– грузовые автомобили различных типов,

– прицепы и полуприцепы.

Каждый тип подразделяется на классы. В классе – ряд моделей транспортного

средства. Различают базовую (основную) модель и ее модификации, отличаю-

щиеся от базовой модели конструкцией отдельных узлов и агрегатов.

Обозначение автотранспортного средства согласно ОН 025 270-66 состоит из

аббревиатуры завода изготовителя и цифрового индекса, обозначающего тип

(вторая цифра), класс (первая цифра), модель (третья, четвертая или в некоторых

случаях пятая цифры), модификацию и исполнение (последующие цифры).

Наряду с этим подвижному составу присваивались обозначения в соответст-

вии с заводскими реестрами обозначений, включающими, как правило, буквенные

обозначения завода-изготовителя и порядковый номер модели подвижного соста-

ва (ГАЗ-52, ЗИЛ-130, МАЗ-500 и т.п.). Заводские обозначения подвижного соста-

ва практикуются на ряде моделей до настоящего времени, главным образом на

подвижном составе специализированного и специального назначения.

1.5.1. Обозначения легковых автомобилей

Общий вид цифрового индекса – А1ххz. Здесь вторая цифра «единица» обо-

значает тип автомобиля – «легковой автомобиль» (категория M

по

ГОСТ Р 52051-2003). Первая цифра, обозначенная буквой «А», класс автомобиля

в соответствии с табл. 1.1. Цифры, обозначенные буквами «хх», указывают на но-

мер базовой модели автомобиля, обозначенные буквой «z» – номер модификации

(рис.1.9).

Таблица 1.1

Обозначение классов легковых автомобилей согласно отраслевой нормали

ОН 025 270-66

Класс автомобиля

Рабочий объем двига-

теля, л

Формула циф-

рового индекса

Пример

обозначения

Особо малый

до 1,2

11хх

ВАЗ-1111

Малый

от 1,2 до 1,8

21хх

ВАЗ-21099

Средний

от 1,8 до 3,5

31хх

ГАЗ-3110

Большой и высший

свыше 3,5

41хх

ЗИЛ-4104

Справедливости ради следует отметить, что применение к современным лег-

ковым автомобилям принципа разделения на классы по рабочему объему двига-

теля объективно не отражает характеристику автомобиля.

1.5.2. Обозначения автобусов

Общий вид цифрового индекса – А2хх. Вторая цифра «двойка» обозначает тип

автомобиля – «автобус» (категории M

и M

по ГОСТ Р 52051-2003). Первая циф-

ра, обозначенная буквой «А», класс автобуса в зависимости от его длины

(табл. 1.2). Цифры, обозначенные буквами «хх», указывают на номер модели ав-

тобуса. Примеры показаны на рис. 1.10.

1.5.3. Обозначения грузовых автомобилей

Общий вид цифрового индекса – АБхх. Здесь А=1…7 – тип автомобиля,

Б=3…7 и 9 – класс автомобиля (категории N

, N

и N

по ГОСТ Р 52051-2003).

Основное отличие в обозначениях грузовых автомобилей от автобусов и легковых

автомобилей то, что для обозначения типа автомобиля (вторая цифра индекса)

используется не одна, а несколько цифр. Это вызвано широким разнообразием

видов перевозимых грузов и выполняемых работ, табл. 1.3. Разделение на классы

грузовых автомобилей (первая цифра индекса) производится в зависимости от их

цифровой индекс

A 1 xx z

класс автомобиля

(табл. 1.1)

тип автомобиля

«легковой»

базовая

модель

модификация

Рис. 1.9. Обозначение легковых автомобилей согласно отраслевой

нормали ОН 025 270-66